Détermination des éléments majeurs et mineurs par spectrométrie de fluorescence X

Résumé de la méthode

L'échantillon est constitué de tétraborate de lithium et du fluorure de lithium comme flux, et on ajoute simultanément du nitrate de lithium (oxydant) et du bromure de lithium (agent de démoulage). L'échantillon est fondu en un disque de verre à haute température de 1050℃ puis analysé et mesuré sur un spectromètre de fluorescence X. La plage de mesure de chaque composant élémentaire est équivalente à la plage de couverture de la courbe standard de chaque élément.

Instrument

Dispersif par longueur d'onde Spectromètre de fluorescence X, tube à rayons X au rhodium palladium à fenêtre finale, puissance supérieure à 3 kW, et un système informatique équipé de divers logiciels d'analyse fonctionnelle tels que calibration et correction.

Machine à fusion haute température (haute fréquence) .

Crucible en alliage de platine.

Réactifs

Tétraborate anhydre de lithium (spécial pour fusion XRF), pré-chauffé à 600℃ pendant 2h, conservé dans un dessiccateur pour utilisation ultérieure.

Fluorure de lithium (grade analytique).

Solution de nitrate de lithium ρ(LiNO3)=100mg/mL.

Solution de bromure de lithium ρ(LiBr)=10mg/mL.

Matériaux standards nationaux de premier niveau pour les minerais d'arsenic GBW07277, GBW07278, GBW07163, GBW07223~GBW07226, GBW07240, etc., et sélectionnez des matériaux standards connexes pour combiner manuellement des échantillons standards, de manière à ce que les composants des éléments analysés couvrent l'ensemble de la plage de contenu, avec environ 17 échantillons standards ou plus présentant un gradient de contenu défini.

Sélectionnez 1 à 5 échantillons standards ayant une teneur appropriée en éléments (composants) d'analyse parmi les échantillons standards comme échantillons de correction de dérive instrumentale.

Courbe de calibration

Peser 0,7000 g (±0,0005 g) d'échantillon standard (échantillon inconnu pour analyse) ayant passé à travers un tamis de 200 mailles et séché à 105℃ pendant 2 h, 5,100 g de tétraborate d'anhydre de lithium et 0,500 g de LiF, les mettre dans une coupelle en porcelaine et les mélanger uniformément, les verser dans une coupelle en alliage de platine et les mélanger. Ajouter 3 mL de solution de LiNO3 comme oxydant, 2,5 mL de solution de LiBr comme agent de libération, les sécher sur un four électrique, puis les placer dans une machine à fusion pour la fusion. Pré-oxyder à 700℃ pendant 3 min, chauffer jusqu'à 1050℃ pour la fusion pendant 6 min, durant lesquelles la coupelle en alliage de platine oscille et tourne, et le processus de refroidissement et de fusion est terminé. Verser la pièce de verre qui a été séparée du fond de la casserole après refroidissement, l'étiqueter et la conserver dans un dessiccateur pour analyse.

Conformément aux exigences d'analyse et à l'instrument, sélectionnez les conditions de mesure telles que la ligne d'analyse élémentaire, la tension et le courant du tube à rayons X, le chemin optique sous vide et la barre de lumière du canal, comme indiqué dans le tableau 51.2.

Tableau 51.2 Conditions de mesure des éléments analytiques

Tableau continu

Note : ① S4 est un collimateur standard.

Démarrer la mesure de l'échantillon étalon de calibration selon les conditions de mesure ci-dessus. Calculez l'intensité nette de la ligne d'analyse de chaque élément (103s-1).

Utilisez la méthode à un point pour déduire le fond, et calculez l'intensité nette de la ligne d'analyse Ii selon la formule suivante :

Analyse des roches et minéraux, volume 3, analyse des minerais de métaux non ferromagnétiques, rares, dispersés, terres rares, métaux précieux et minerais d'uranium et de thorium

Où : IP est l'intensité du pic du spectre de la ligne d'analyse, 103s-1 ; IB est l'intensité du fond de la ligne d'analyse, 103s-1.

Remplacez la valeur standard de chaque élément dans l'échantillon standard d'étalonnage et l'intensité nette de la ligne d'analyse de l'élément dans la formule suivante pour le calcul de régression afin d'obtenir les coefficients d'étalonnage et de correction de chaque élément :

Analyse des roches et des minéraux, Tome 3, Analyse des minerais de métaux non ferreux, rares, dispersés, terres rares, métaux précieux, uranium et thorium

Où : wi est la fraction massique de l'élément à mesurer, % ; ai, bi, ci sont les coefficients d'étalonnage de l'élément i à mesurer ; Ii est l'intensité nette de la ligne d'analyse de l'élément i à mesurer, 103s-1 ; αij est le coefficient de correction matricielle de l'élément coexistant j sur l'élément d'analyse i ; Fj est la teneur (ou intensité) de l'élément coexistant j ; βik est le coefficient d'interférence par chevauchement spectral de l'élément k d'interférence par chevauchement spectral sur l'élément d'analyse i ; Fk est la teneur (ou intensité) de l'élément k d'interférence par chevauchement spectral.

Pour des éléments tels que Ni, Cu, Zn et Pb, RhKα, c est utilisé comme standard interne pour corriger l'effet de matrice. Calculez d'abord le rapport d'intensité, puis régressez selon la formule ci-dessus pour obtenir les coefficients de calibration et de correction de chaque élément.

Les coefficients de calibration et de correction obtenus sont stockés dans le programme d'analyse correspondant de l'ordinateur pour un usage futur.

Mesurez l'échantillon de correction du décalage instrumental, et stockez l'intensité nette Ii du spectre analytique de chaque élément en tant que référence de correction de décalage dans l'ordinateur.

Étapes d'analyse

Préparez l'échantillon inconnu selon la méthode de préparation des standards de calibration, placez-le dans la boîte à échantillons, puis après confirmation, placez-le dans l'échangeur d'échantillons automatique, lancez le programme d'analyse correspondant et mesurez l'échantillon.

Une fois que la courbe de calibration est établie, la routine d'analyse générale n'évalue plus la série des standards de calibration. Il suffit d'appeler les coefficients de calibration et de correction stockés à chaque analyse, de mesurer l'échantillon de correction de dérive instrumentale, et de calculer le coefficient de correction de dérive. L'ordinateur effectue automatiquement la mesure et la correction d'intensité, la soustraction du fond, la correction de l'effet de matrice, la correction de la dérive instrumentale, et imprime enfin les résultats d'analyse.

Le calcul du coefficient de correction de dérive instrumentale est présenté dans la formule suivante :

Analyse des roches et minéraux, Partie III, Analyse des minerais de métaux non ferreux, rares, dispersés, terres rares, métaux précieux et minerais d'uranium et de thorium

Où : αi est le coefficient de correction de dérive de l'instrument ; I1 est l'intensité de référence pour la correction de dérive obtenue par la mesure initiale de l'échantillon de correction de dérive, 103s-1 ; Im est l'intensité nette mesurée par l'instrument sur l'échantillon de correction de dérive lors de l'analyse de l'échantillon, 103s-1.

La formule de correction de dérive de l'instrument est :

Analyse des roches et minéraux, Partie III, Analyse des minerais de métaux non ferreux, rares, dispersés, terres rares, métaux précieux et minerais d'uranium et de thorium

Où : Ii est l'intensité de la ligne analytique après correction de dérive, 103s-1 ; I'i est l'intensité de la ligne analytique sans correction de dérive, 103s-1 ; αi est le coefficient de correction de dérive de l'instrument.

NOTES

1) Le Br restant dans l'échantillon provoque une interférence superposée sur l'Al ; lorsque le contenu en Al2O3 n'est pas élevé, la correction d'interférence superposée du Br sur l'Al doit être ajoutée.

2) Les lignes spectrales YKα(2) et RbKα(2) se chevauchent sur la ligne d'analyse NiKα. Lorsque le Y et le Rb sont présents dans un certain contenu dans l'échantillon, ils provoqueront une interférence de chevauchement avec le Ni, qui doit être corrigée par déduction. La ligne spectrale ZnL présente une interférence de chevauchement avec NaKα, qui doit également être corrigée par déduction.

3) Il est préférable de reverifier les conditions de mesure et les limites inférieures des différents instruments.